[發明專利]一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器

有效

• 申請號: 202011113327.1
• 申請日: 2020-10-17
• 公開（公告）號: CN112275232B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 唐大偉;李林;馬靖;蔣博;胡成志
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 王道川

本發明公開一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，包括柱狀高溫熱管、反應器外殼和桶狀高溫熱管蒸發器，兩個或兩個以上的所述柱狀高溫熱管的下端固定安裝在所述桶狀高溫熱管蒸發器的頂部桶壁上且與所述桶狀高溫熱管蒸發器內部的傳熱工質容納空間流體導通；所述柱狀高溫熱管和所述桶狀高溫熱管蒸發器一起安裝在所述反應器外殼內；所述反應器外殼內壁與所述柱狀高溫熱管外壁之間的空腔為熱化學反應室。本發明，通過設置高溫熱管作為反應器的傳熱部件，增加反應器的導熱率，提高反應效率和系統的光、熱、化學能的轉化率，且采用單蒸發器多高溫熱管的方式，能夠充分利用熱源，使反應腔內的熱量均勻分布，有利于進行化學反應。

技術領域

本發明涉及熱化學技術領域。具體地說是一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器。

背景技術

太陽能熱化學反器通常用于強吸熱的反應，其性能決定系統光、熱、化學能的轉化效率，反應器位于聚光器的焦斑位置，在反應器壁面發生光熱轉化，同時將熱量傳遞給反應器內的反應物發生反應；

已經研制的太陽能熱化學反應器存在陰雨天氣效率低和夜間停機等問題，導致系統效率低，反應物反應不充分，制約著太陽能熱化學反應器的應用；且現有的太陽能熱化學反應器由于采用傳統的熱管導流槽結構，導致冷凝的液體回流速度較慢，且回流后的液體沒有相應的結構對其進行預熱，影響液體再次蒸發速度。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種加熱方式多樣、提高熱能轉化率的一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，包括柱狀高溫熱管、反應器外殼和桶狀高溫熱管蒸發器，兩個或兩個以上的所述柱狀高溫熱管的下端固定安裝在所述桶狀高溫熱管蒸發器的頂部桶壁上且與所述桶狀高溫熱管蒸發器內部的傳熱工質容納空間流體導通；所述柱狀高溫熱管和所述桶狀高溫熱管蒸發器一起安裝在所述反應器外殼內；所述反應器外殼內壁與所述柱狀高溫熱管外壁之間的空腔為熱化學反應室，在所述熱化學反應室內放置有催化劑。

上述一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，所述柱狀高溫熱管底部內壁上成型有分流環，所述分流環的形狀為圓環狀，所述分流環的軸向厚度自靠近軸線的區域至遠離軸線的區域逐漸減小，所述分流環上開設有與軸線平行的第一導流孔，所述第一導流孔上下貫通所述分流環；所述分流環的側面沿徑向開設有第二導流孔，所述分流環內開設有與其同圓心的環形導流孔道，在同一水平面上所述第二導流孔依次連通兩個或兩個以上的同圓心的環形導流孔道，每個所述第一導流孔在軸向自上而下依次穿過所述第二導流孔和所述環形導流孔道的連通處。

上述一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，所述第一導流孔的孔徑和所述環形導流孔道的孔徑大于所述第二導流孔的孔徑。

上述一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，所述桶狀高溫熱管蒸發器的底部設置有底板，所述底板的側面固定連接有法蘭，所述法蘭的底部設置有螺栓，所述反應器外殼的底部與法蘭通過螺栓固定連接。

上述一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，所述法蘭的底部設置有支架，所述支架的表面套接有旋轉套，所述旋轉套的一側固定連接有輔助加熱設備，所述輔助加熱設備位于底板的下方，所述反應器外殼的頂部設置有反應器出口。

上述一種異型高溫熱管太陽能熱化學反應器，所述反應器外殼的側面連通有反應器入口，所述反應器入口連通有反應物預熱管路，所述反應物預熱管路螺旋纏繞在桶狀高溫熱管蒸發器的表面，所述反應物預熱管路的另一端與熱化學反應室連通；所述桶狀高溫熱管蒸發器內填充有液體金屬工質。